Передача, распределение и накопление электроэнергии

Устройство плавного пуска электродвигателя: системы безударного пуска высоковольтных электродвигателей

8 декабря 2008 г.

Осциллограмма прямого пуска электродвигателя

Прямой пуск высоковольтного электродвигателя сопровождается 6-8 кратным броском пускового тока, создающим ударный электромагнитный момент, передающийся через вал двигателя на приводимый в движение механизм. В течение 15…20% времени разгона электродвигателя этот момент содержит вынужденную и свободную составляющие в виде знакопеременного момента с амплитудой до 4 номинальных моментов электродвигателя (рис. 1). Возникающие большие знакопеременные электродинамические усилия в обмотке статора, приводят к ухудшению изоляции секций и изгибу лобовых частей обмотки вследствие смещения проводников друг относительно друга. Знакопеременный момент вызывает вибрации как самого электродвигателя, так и приводимого в движение механизма. В результате, ударные нагрузки приводят к разрушению и пробою изоляции обмоток статора электродвигателей, перегоранию межкатушечных соединений, обгоранию выводных концов, поломкам валов, соединительных муфт, редукторов и другим неполадкам. Нарушается ритмичность производства и снижается выпуск готовой продукции, предприятия несут большие затраты на ремонт вышедшего из строя оборудования.

Также неблагоприятно сказываются броски пускового тока на питающую сеть, приводя к большим провалам напряжения, что отрицательно сказывается на устойчивости работы других потребителей.

Проблема исключения ударных пусковых нагрузок, и, следовательно, повышения надежности работы и снятия ограничения на число пусков и остановов агрегатов с высоковольтными электродвигателями, а так же снижения провалов напряжения может быть решена посредством применения разработанных в нашем институте устройств УБПВД для безударного пуска высоковольтных электродвигателей.

В зависимости от нагрузочной характеристики приводимого механизма могут использоваться два исполнения устройств: УБПВД-ВЦ (ВМ) и УБПВД-С (СР, СР2).

Схема безударного пуска электродвигателя с тиристорным регулятором напряжения

Устройство УБПВД-ВЦ предназначено для безударного плавного пуска высоковольтных асинхронных и синхронных электродвигателей механизмов с «вентиляторной» (квадратично зависимой от скорости) характеристикой нагрузочного момента (центробежные компрессоры, насосы, вентиляторы, дымососы, эксгаустеры и другие аналогичные механизмы). Устройство, выполненное по принципу тиристорного регулятора напряжения (рис. 2), обеспечивает ограничение скорости нарастания и значения пускового тока электродвигателя изменением углов отпирания тиристоров через систему импульсно-фазового управления (СИФУ). В течение заданного времени пуска электродвигателя происходит плавное нарастание напряжения на обмотках статора от нуля до номинального значения. Пусковой ток увеличивается плавно с заданным токоограничением, не создавая ударных электромагнитных моментов, отрицательно сказывающихся на электродвигателе и механизме.

Устройство УБПВД-ВЦ с цифровой системой управления обеспечивает:

  • проверку исправности тиристоров перед началом пуска двигателя;
  • плавное нарастание тока двигателя до величины начального токоограничения, обеспечивающего трогание двигателя с места;
  • формирование заданного токоограничения по времени для обеспечения разгона электродвигателя;
  • фиксацию окончания разгона и выдачу сигнала на включение высоковольтного выключателя, подключающего двигатель напрямую к сети по окончании разгона;
  • контроль времени разгона двигателя и выдачу сигнала на прекращение пуска при превышении заданного времени разгона.

Устройство УБПВД-ВЦ

В устройствах УБПВД-ВЦ предусмотрены 4 регулируемые уставки начального токоограничения с равномерной шкалой от 1,0 до 4,0 Iном для обеспечения возможности запуска с помощью одного устройства нескольких двигателей разной мощности, а также регулируемые уставки времени разгона в пределах до 60 с, выбираемые дистанционно, а также связь по высокопроизводительному интерфейсу RS-485 для возможности дистанционного управления от АСУ ТП.

Устройство УБПВД-ВМ сконструировано с использованием концепции распределенной системы«и состоит из четырех интеллектуальных модулей: модуля центрального процессора и трех контроллеров фаз, связанных с центральным процессором по оптическим каналам и обеспечивающих управление тиристорами каждой из фаз. Достоинствами такого построения является значительно возросшие надежность и живучесть системы. Поскольку все модули обладают как средствами самодиагностики, так и способностью контролировать адекватность сигналов своих «соседей», отказ любого модуля легко обнаруживается и принимаются меры по предотвращению развития аварийного процесса. Даже полное разрушение модуля центрального процессора во время пуска не приводит к возникновению аварийных режимов в силовой части устройства — в течение 20 мс тиристоры отключаются уцелевшими модулями распределенной системы.

Устройство УБПВД-ВМ обеспечивает:

  • непрерывный контроль исправности оконечных каскадов формирователей импульсов;
  • контроль исправности всех тиристоров с возможностью просмотра их состояния на пульте управления или мониторах системы АСУ;
  • поблочный контроль напряжений питания;
  • контроль исправности оптоволоконных соединений между узлами устройства;
  • контроль наличия связи между интеллектуальными модулями системы;
  • предпусковой контроль управляемости тиристоров при наличии высокого напряжения;
  • диагностику иных отказов;
  • электронные защиты:
    • максимально-токовую;
    • время-токовую;
    • от превышения заданного времени пуска двигателя;
    • от обрыва фазы главных цепей и неполнофазного пуска;
    • от неисправности тиристоров;
    • от неисправности устройств формирования импульсов управления тиристорами;
    • от повышения напряжения в силовой сети;
    • от понижения напряжения в силовой сети;
    • от неисправности вторичных источников питания;
    • от неправильного чередования фаз силовой сети.

Устройство УБПВД-ВМ

Устройство УБПВД-С предназначено для осуществления частотного пуска синхронных электродвигателей, используемых в качестве привода исполнительных механизмов с тяжелыми условиями пуска, таких как шаровые мельницы, турбокомпрессоры большой единичной мощности, вентиляторы с большими инерционными массами, насосы-компрессоры с большим начальным моментом сопротивления. Оно выполнено по схеме с зависимым тиристорным инвертором тока и обеспечивает:

  • пусковой момент двигателя до 1,3 Мномном — номинальный момент двигателя);
  • частотное регулирование с плавным повышением скорости, автоматическим поддержанием необходимого момента на валу двигателя и током потребления не более1,5 Iном.

Двухконтурная система регулирования устройства осуществляет разгон в широком интервале времен пуска с формированием требуемой траектории движения.

Цифровая система управления устройства выполнена на основе сигнального процессора.

На рис. 5 приведена схема зависимого тиристорного инвертора, который включает в себя трехфазный токоограничивающий реактор ТОР, трехфазный высоковольтный тиристорный выпрямитель В, сглаживающий реактор СР и зависимый тиристорный инвертор И. Двигатель запускается в режиме регулирования частоты с включенным возбуждением. До частоты 5 Гц осуществляется принудительная коммутация тиристоров инвертора И прерыванием тока тиристорами выпрямителя В. В дальнейшем ЭДС двигателя становится достаточной для коммутации тиристоров инвертора и последний переходит в режим естественной коммутации.

Схема зависимого тиристорного инвертора тока

Увеличением напряжения выпрямителя двигатель разгоняется до синхронной скорости и после синхронизации ЭДС двигателя и напряжения сети включается выключатель Qш, подключая двигатель к сети через токоограничивающий реактор РТ (рис. 6) и шунтируя устройство УБПВД-С.

Однолинейная схема устройства УБПВД-С

В устройстве УБПВД-С реализованы функции логического контроллера и возможность программных заданий настроек параметров устройства. Пользователь может осуществлять программную коррекцию регуляторов, выбирать кривую пуска, ограничение тока, время разгона, аварийный останов и формировать траекторию торможения.

Устройства УБПВД-СР(СР2), имеющие усиленное охлаждение силовых модулей предназначено для регулирования скорости высоковольтных синхронных двигателей в диапазоне скоростей от 15% до 100. При этом для механизмов с вентиляторной характеристикой нагрузочного момента электродвигатель должен иметь запас по мощности 20-25% по отношению к мощности, требуемой механизмом, а для электродвигателей механизмов с нагрузочным моментом независящим от скорости (шаровые мельницы, нагруженные конвейеры и другие механизмы) требуется дополнительное охлаждение.

Система регулирования скорости на базе устройства УБПВД-СР(СР2) с зависимым инвертором тока, в котором используются тиристоры с фазовым управлением, в 3-5 раз дешевле преобразователей частоты на базе IGBT или IGCT приборов, менее сложная, а, следовательно, более надежна и проста в эксплуатации.

С целью снижения затрат разработана и успешно реализована в большом количестве проектов концепция систем безударного пуска (СБП) нескольких электродвигателей, подключенных к одной или нескольким секциям шин от одного устройства УБПВД. СБП позволяет осуществлять как прямой, так и поочередный безударный пуск любого выбранного электродвигателя под управлением контроллера, который исключает возможность аварийных ситуаций, связанных с ошибочными действиями оперативного персонала.

Устройство УБПВД-С

Система плавного пуска позволяет обеспечить:

  • поочередный плавный пуск практически неограниченного количества агрегатов;
  • уменьшить пусковые токи электродвигателей;
  • улучшить условия эксплуатации токоподводящего электрооборудования;
  • обеспечить возможность рационального и экономичного использования оборудования.

Применение СБП позволяет получить существенную экономию по сравнению с вариантом запуска каждого электродвигателя от индивидуального устройства УБПВД. Например, при запуске 4-х электродвигателей использование СБП обеспечивает сокращение затрат на плавный пуск одного электродвигателя почти в 3 раза.

Для безударного плавного пуска высоковольтных электродвигателей в зависимости от проблемы, которая решается, рекомендуется:

  • для асинхронных и синхронных электродвигателей механизмов с «вентиляторной» нагрузочной характеристикой применять устройства на базе тиристорного регулятора напряжения УБПВД-ВЦ (ВМ), обеспечивающие снятие ударных пусковых нагрузок и ограничение пускового тока в конце разгона на уровне 2,5 Iном дв.;
  • для синхронных двигателей механизмов с тяжелыми условиями пуска применять устройства УБПВД-С на базе зависимого инвертора тока, обеспечивающие разгон электродвигателя с током не более 1,5 Iном дв.

А. Г. МАТИСОН, технический консультант ОАО «ВНИИР».

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Оборудование, эл.двигатели постоянного тока, двигатели подъема для электротельферам, двигатели перемещения, запчасти

1.Электродвигатели подъема для болгарских электроталей: КГ1605, КГ1608, КГ2008, КГ2011, КГ2412, КГ2714, КГ3317. 2.Электродвигатели перемещения для болгарских электроталей: КК1405, КК1407. 3.Запасные части для болгарских электроталей: серия Т10 — муфта упругая; накладки тормозные; канатоукладчики; роторы; контакторы К6Е, К10Е, К16Е, К25Е; подшипники NUB205, NUB206, NUB208 NUB209, NUB210; упругое тело; вентиляторы; вал редуктора; пускозащитные трансформаторы и др. 4.Электротали цепные пр-ва Болгарии: электрические; стационарные; ручные: г/п — 125; 250; 500; 1000; 2000 кг. в/п — 3; 6; 9 и 12 м. Опция: микроскорость подъема. 5.Электротали канатные пр-ва Болгарии: электрические; стационарные; в т. ч. вариант ВБИ (врывобезопасное исполнение): г/п — от 500 кг по 16 тонн. в/п — 5,5 по 42 м. с/без микроскоростью подъема. Электродвигатели постоянного тока для станков с ЧПУ: ------------------------------------------------------------- 6.Электродвигатели постоянного тока пр-ва Болгарии для станков с ЧПУ: серия МР (МР112; МР132; МР160; МР225) 7.Электродвигатели постоянного тока пр-ва Болгарии для станков с ЧПУ: серия МВН (7МВН; 47МВН; 13МВН; 21МВН; 23МВН; 30МВН; 47МВН). 8.Электродвигатели постоянного тока пр-ва Болгарии для станков с ЧПУ: серия МВО — 47МВО (5МТ). 9.Электродвигатели постоянного тока пр-ва Болгарии для станков с ЧПУ: серия МТА — 1МТА; 2МТА; 3МТА; 4МТА; 4МТВ; 5МТ. 10.Тахогенераторы для двигателей постоянного тока пр-ва Болгарии: тип 4Р; МТ-6. 11.Трансформаторы для станков с ЧПУ пр-ва Болгарии: тип Т1ЕВ; Т2ЕВ; Т3ЕВ — мощностью от 2 — 17 кВт. 12.Тиристорные преобразователи (привода) для станков с ЧПУ пр-ва Болгарии: КЕМРОН; КЕМТОК; КЕМЕК (4АЕВ16А; 8АЕВ16В; 3ЕВ23; 3РЕВ16 ; 5РЕВ16). 13.Дроссели для станков с ЧПУ пр-ва Болгарии: РУ-1425; РУ1-15850; РУ-15325. 14.Фоторезисторные преобразователи (ФРП): ФРП-7К; ФРП-7L; ФРП-4; ФРП-6А; РИГ-6; ФРП-5DA. 15.Серводвигатели пр-ва Болгарии серии ПИ (PI); ПС (PC); 3ПИ (3PI) PI6; PC6; PI8; PC8; PI10; PC10;...
Василев Григорий · Mashtech · 5 апреля · Россия · г Москва
Оборудование, эл.двигатели постоянного тока, двигатели подъема для электротельферам, двигатели перемещения, запчасти

ПРОДАМ: Бесколлекторные двигатели Assun Motor

Бесколлекторный электродвигатель — это устройство, преобразующее постоянный ток в механическую энергию вращения. Особенностью бесколлекторных двигателей является отсутствие ограничений в частоте вращения ротора благодаря отсутствию щеток и коллектора. Благодаря широкому диапазону скоростей, высокой мощности и надежности, возможности адаптации под специальные условия, решение купить бесколлекторный двигатель является хорошим выбором для решения различных задач. В нашем каталоге представлен широкий ассортимент электронных и электромеханических компонентов и готовых решений ведущих мировых производителей. Мы напрямую работаем с производителями, поэтому готовы предложить полный ассортимент товаров каждого бренда, включая те, что производятся под индивидуальный заказ. Для точной подборки или поиска нужных аналогов по техническим параметрам, оставьте заявку для связи с нашим специалистом. Мы подберем варианты оптимального решения для Вашей задачи из полного ассортимента технических каталогов товаров производителей.
Воронцова Марина · ИНЕЛСО · 17 апреля · Россия · г Санкт-Петербург
Бесколлекторные двигатели Assun Motor

ПРОДАМ: Электродвигатели со склада и под заказ

Компания "Премьер Комплект Сервис" рада Вам представить: — Двигатели постоянного тока; — Двигатели переменного тока; — Двигатели реверсивные; — Сельсины; — Щетки для электродвигателей; — Двигатели генераторы; — Фазовращатели; — Шаговые двигатели. Компания "Премьер Комплект Сервис" — это официальный прямой поставщик электронных компонентов и электротехнических изделий для всех областей промышленности и производств без посредников. Основные задачи нашей компании: — Предоставить российскому производителю электроники и электротехнического оборудования бесперебойную комплексную поставку электронных компонентов и электротехнического оборудования в любых количествах и по конкурентоспособным ценам непосредственно от производителя и ведущих мировых дистрибьюторов в кратчайшие сроки. — Предоставить российскому разработчику возможность использовать в своих разработках лучшие достижения мировых лидеров в производстве электронных компонентов и модулей, осуществляя весь необходимый для этого сервис: технические консультации, образцы, средства разработки и отладочного оборудования, наборы элементной базы для опытного производства. Для реализации этих задач наша компания пользуется и предоставляет нашим партнерам и клиентам весь потенциал услуг, которые предлагают ведущие производители электроники и электротехнического оборудования в странах США, Европы и Азии. Осуществляя оптовые поставки электронных компонентов на основании непосредственных контактов с производителями и ведущими мировыми дистрибьюторами, не затрагивая вторичный рынок, а также наличие хорошо организованного отдела логистики в нашей компании дает основания утверждать, что мы способны выполнять поставленные перед нами задачи.
Бахарев Денис · ПКС · 15 апреля · Россия · г Москва
Электродвигатели со склада и под заказ

ПРОДАМ: Электродвигатели постоянного тока и др.

Продаем из наличия складские остатки: Электродвигатель постоянного тока 2ДПМ80-0,47-2,5Д00В 36В 6'500.00 руб. Электродвигатель постоянного тока 2ПБ90L 0,37кВт х 1500/3000об — 220В независ. возб. (лапы) 4'600.00 руб. Электродвигатель постоянного тока 2ПБ90Л 0,53кВт х 2240/4000об — 220В (фл) 6'100.00 руб. Электродвигатель постоянного тока 2ПБ90М 0,55кВт х 3000/4000об — 220В фланец 6'100.00 руб. Электродвигатель постоянного тока 2ПН100L 2,2кВт х 3160/4000об — 220В (незав.возб) 14'000.00 руб. Электродвигатель постоянного тока 2ПН90М 1кВт х 3000/4000об — 110В 7'300.00 руб. Электродвигатель 4Н561-ВSО201 5,1В 1А 730.00 руб. Электродвигатель постоянного тока 4ПБ80А2 0,55×3000 -220В независимое возбуждение 110В комбинированный 7'300.00 руб. Электродвигатель постоянного тока 4ПБМ112 МГ04 1кВт х1550/4000об 220В DC с тахогенератором ТП-75-20-02 лап 20'500.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ВЭМ 120 1000 об/мин 7,2Nm 68В 14,2А с тахогенератором 10'000.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ВЭМ 220 500 об/мин 20,5Nm 47V 29A c тахогенератором 14'000.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ВЭМ 230 400 об/мин 26Nm 50V 28A c тахогенератором 15'000.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ДАО-113-400 0,4кВт х 3000об. 220В (лапы) 840.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ДГ 1ТВ 720.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ДГ 3ТВ 720.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ДПМ 0,8 1500об 0,8Nm -60В с тахогенератором. 3'200.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ДПМ 1,6 1500об 1,6Nm -110В с тахогенератором 15 мв 4'500.00 руб. Электродвигатель ДШ-0,25 0,25А 240.00 руб. Электродвигатель ЕМ-181/7РМ-НООJ-Р2 720.00 руб. Электродвигатель постоянного тока ПЛ-062 120Вт х 3000об. -110В Комбинированный 1'000.00 руб. Электродвигатель СД-54 60 об/мин 650.00 руб. Электродвигатель СД-54 96 об/мин 720.00 руб. Электродвигатель СД-65-1ТБ кл.2 650.00 руб. Электродвигатель УАД-54 650.00 руб. Электродвигатель ШД-300 300А 400.00 руб. Электродвигатель...
Чуланов Дмитрий · Активэнерго.РУ · 18 апреля · Россия · Удмуртская Респ
Активэнерго.РУ (ИП Чуланов Н.В.)

ПРОДАМ: Предлагаем электродвигатели из свежих поступлений.

Электрические двигатели в наличии. 1ВАО-315М-038-2У2 250КВт 3000ОБ/МИН 380В 2006 1 2ПБВ112SE УХЛ4 2000об 2008 1 4АМАТ80А2У3 2840ОБ/МИН 220В 1,1КВт 7,5А 1994 6 5А160S6У3 11КВт 970об/мин, 220-380В 2000 2 5А200М6У3 22КВт 1000об/мин, 220/380В 1998 1 5АИ 112М2У3 7,5КВТ 220-380В 2900 ОБ/М 2006 4 7585133/КО1 ИСП.1081 10КВТ 220-380В 2820 ОБ/М 1984 1 АИPX132S8У3 квт, 720об 1990 3 А 200 L 6У3 30КВТ.975 ОБ/М.220-380В 1 А112МВ8У3 2,2КВТ-720ОБ/МИН 380В 3ФАЗ ФЛАНЕЦ 1 А132М4У3 220-380В 11КВТ 1440 ОБ/М 4 АИМ 100 S4У2,5 3квт, 380В, 1420об. (взрывозащищенный) 2008 47 АИР-100S4У3 380В 7А 1410ОБ/МИН 2003 1 АИР-160S4У3 380В 15КВТ 1460 ОБ/МИН 2001 1 АИР-56А2У3 180ВТ 220-380В 2730 ОБ/М 1 АИР-63А4У3 220-380В 0,25КВТ 1320 ОБ/М 2003 1 АИР-63В4У3 220-380В 1320 ОБ/М 2005 11 АИР-63В6У3 380В 0,25КВТ 885 ОБ/М 2001 3 АИР-71А4У3 220-380В 1360 ОБ/М 3 АИРМ132М6У3 7,5КВТ 380В 960 ОБ/М 2001 3 АИРМ90L6У3 1,5кВт 4,2А 380В 930ОБ/МИН 2001 1 АПН-011/2 1990 57 ВА160S1У2,5 15КВТ 1460 ОБ/М 1 ВА160SУ2 970 ОБ/М 380В 1988 1 ВЭМ211УХЛ4 31,5А 750ОБ/МИН 44В (с тахогенератором) 1987 5 ВЭМ231УХЛ4 28А 400об. (с тахогенератором) 1991 1 ДАУ-25П 1 ДВ-302Т вентилятор 2005 1 ДК-1-5,2-110АТ с тахогенератором ТГ-0,03-2-АТ КЛ.2 1983 3 ДК-70-40-12-УХЛ4 0,45А 220В 2005 1 ДПМ-25-Н1-04 38 МТ-14 45.3730 вентилятор отопителя 1990 188 МТК F 312-8У1 11КВт50ГЦ 220/380В 32/55,5А 700ОБ/МИН 1997 1 МТК F 411-ВУ1 15КВТ 220-380В 695 ОБ/М 1998 1 ПЛ-062 110В 90В 1500 ОБ/МИН 2003 6 ПЛ-062 220В 120ВТ 3000ОБ/МИН 1999 1 РШИ-25/8 1988 1 СТАТОР+РОТОР К АИВ 71А2БФ2 21 СБМ-1 10 Т25У2 усилие-250Н гидротолкатель 1
Иванов Сергей · Вертекс · 15 апреля · Россия · Удмуртская Респ
Вертекс, ООО
Компания «ФАТО Электрик» является производителем и прямым поставщиком низковольтной электротехнической продукции торговой марки HLT. На сегодняшний день ассортимент продукции бренда HLT уже включает в себя более 4000 наименований продукции. Офис и склад общей площадью свыше 1000 м2 находятся в Москве для удобства развития региональной сети дистрибьюции бренда. Фато Электрик осуществляет поставки не только по всей территории Российской Федерации, но и тесно сотрудничает с Республикой Беларусь.